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文档简介
1、绿色化学是一门新兴的化学分支,以“ HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E7%BB%8F%E6%B5%8E%E6%80%A7 o 原子经济性 原子经济性”为原则,研究如何在产生目的产物的过程中充分利用原料,减少有害物质的释放。绿色化学旨在从物质产生的源头控制废物的产生,减少对 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E7%8E%AF%E5%A2%83 o 环境 环境的 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E6%B1%A1%E6%9F%93 o 污染 污染。绿色化学12条原则Paul A
2、nastas和John C Warner提出绿色化学的12项原则:防止废物:设计 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E5%8C%96%E5%AD%A6%E5%90%88%E6%88%90 o 化学合成 化学合成方法防止废物的产生,从而无需进行废物的处理。 设计更安全的 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E5%8C%96%E5%90%88%E7%89%A9 o 化合物 化合物和产物:设计更有效,而且低毒或无毒的化合物。 降低 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E5%8C%96%E5%AD%A6%E5%90%88%
3、E6%88%90 o 化学合成 化学合成方法的危险性:降低或消除生成产物的 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E5%90%88%E6%88%90 o 合成 合成方法对 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E4%BA%BA%E7%B1%BB o 人类 人类及 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E7%8E%AF%E5%A2%83 o 环境 环境的 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E6%AF%92%E6%80%A7 o 毒性 毒性。 使用可再生的原料:使用可再生的原料而非消耗型原料;可再生
4、的原料一般来源于农产品或是其他过程产生的废物;消耗型原料一般来源于, HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E7%9F%B3%E6%B2%B9 o 石油 石油 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E5%A4%A9%E7%84%B6%E6%B0%94 o 天然气 天然气 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E7%85%A4 o 煤 煤 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E7%9F%BF%E7%89%A9 o 矿物 矿物等。 使用 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E
5、5%82%AC%E5%8C%96%E5%89%82 o 催化剂 催化剂而非当量试剂:通过 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%8F%8D%E5%BA%94 o 催化反应 催化反应将废物的量降到最低。 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%89%82 o 催化剂 催化剂是指少量而可以多次催化反应进行的试剂,而当量试剂一般过量且只能反应一次。 避免化合物的 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E8%A1%8D%E7%94%9F%E7%89%
6、A9 o 衍生物 衍生物:避免使用 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E4%BF%9D%E6%8A%A4%E5%9F%BA o 保护基 保护基或其他暂时的修饰,衍生物的产生将使用额外的试剂,并产生废物。 使 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E7%BB%8F%E6%B5%8E o 原子经济 原子经济最大化:最大比例的利用起始反应物的原子。 使用更安全的 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E6%BA%B6%E5%89%82 o 溶剂 溶剂和反应条件:避免使用 HYPERLINK
7、 http:/zh.wikip/wiki/%E6%BA%B6%E5%89%82 o 溶剂 溶剂,混合物分离试剂,和其他的辅助化合物。如果必须使用这些化合物,选择无害的物质。如果需要使用 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E6%BA%B6%E5%89%82 o 溶剂 溶剂,尽量选择水。 提高 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E8%83%BD%E6%BA%90 o 能源 能源效率:可能的话,在常温常压下进行反应。 设计可 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E9%99%8D%E8%A7%A3 o 降解 降解的产物:
8、产物在使用后,应可 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E9%99%8D%E8%A7%A3 o 降解 降解,而不会在 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E7%8E%AF%E5%A2%83 o 环境 环境累积。 HYPERLINK http:/zh.wikip/w/index.php?title=%E5%85%A8%E7%A8%8B%E5%88%86%E6%9E%90&action=edit&redlink=1 o 全程分析 全程分析并防止 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E6%B1%A1%E6%9F%93 o
9、污染 污染:在生产过程中进行全程监控,以减少或消除副产物的生成。 使事故的可能性降到最低:设计化合物及其状态( HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E5%9B%BA%E6%80%81 o 固态 固态, HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E6%B6%B2%E6%80%81 o 液态 液态, HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E6%B0%94%E6%80%81 o 气态 气态),以降低爆炸,火灾,泄漏发生的可能性。 HYPERLINK http:/zh.wikip/w/index.php?title=%E7%BB%B
10、F%E8%89%B2%E5%8C%96%E5%AD%A6&action=edit§ion=2 o 编辑段落:原子经济性 编辑 原子经济性主条目: HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E7%BB%8F%E6%B5%8E%E6%80%A7 o 原子经济性 原子经济性在过去化工生产所用的公式为:产率或收率(%) = (目前产品的质量/理论上原料变成目的产品所应得的产品质量) 100% 现在化工生产所用的公式为:原子经济性或原子利用率(%) = (被利用原子质量/反应中所使用全部反应物分子的质量) 100% 提高原子经济性的主要方式
11、有三种:开发新催化材料 寻找新反应加工途径 采用新合成原料 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/2005%E5%B9%B4 o 2005年 2005年, HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E9%87%8E%E4%BE%9D%E8%89%AF%E6%B2%BB o 野依良治 野依良治(Ryoji Noyori)指出绿色化学中三个重大的发展:使用 HYPERLINK http:/zh.wikip/w/index.php?title=%E8%B6%85%E4%B8%B4%E7%95%8C%E4%BA%8C%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%
12、A2%B3&action=edit&redlink=1 o 超临界二氧化碳 超临界二氧化碳作为绿色溶剂; HYPERLINK http:/zh.wikip/w/index.php?title=%E6%B0%B4%E7%9B%B8&action=edit&redlink=1 o 水相 水相 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E8%BF%87%E6%B0%A7%E5%8C%96%E6%B0%A2 o 过氧化氢 过氧化氢的清洁 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E6%B0%A7%E5%8C%96%E5%8F%8D%E5%BA%94 o 氧化反应
13、 氧化反应;在 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E4%B8%8D%E5%AF%B9%E7%A7%B0%E5%90%88%E6%88%90 o 不对称合成 不对称合成中使用 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E6%B0%AB%E6%B0%A3 o 氢气 氢气。 HYPERLINK http:/zh.wikip/wiki/%E7%BB%BF%E8%89%B2%E5%8C%96%E5%AD%A6 l endnote_1 1绿色化学发展概述(一)绿色化学是一门具有明确的社会需求和科学目标的新兴交叉学科,指出了绿色化学代表了未来化学发展和人类进步
14、的方向,是人类实现可持续发展的必由之路。化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添
15、加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,这是绿色化学的最初思想。1989年,美国环保局又提出了“污染预防”的概念。 1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年,美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年,美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性绿色化学杂志,标志
16、着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了绿色化学与技术的院士咨询课题。绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个 “新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。是一门从源头上阻止环境污染的新兴学科分支,力求使化学反应具有“原子经济”性, 实现废物的“零排放”1, 绿色化学是发展生态经济和工业的关键, 从经济
17、观点认识,它合理利用资源和能源、降低生产成本, 符合经济可持续发展的要求。绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿.绿色化学的定义是,用化学的技术,原理和方法去消除对人体健康,安全和生态环境有毒有害的化学品,因此也称环境友好化学或洁净化学。绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”,即充分利用反应物中的各个原子,因而既能充分利用资源,又能防止污染。原子经济性的概念是1991年美国著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的总统绿色化学挑战奖的学术奖)提出的, 用原子利用率衡量反应的原子经济性,为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,达到零排放。绿色有机合成
18、应该是原子经济性的。原子利用率越高,反应产生的废弃物越少,对环境造成的污染也越少。绿色化学的理想和目标在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物。它是一门从源头上阻止环境污染的新兴学科分支,力求使化学反应具有“原子经济”性, 实现废物的“零排放”, 绿色化学是发展生态经济和工业的关键, 从经济观点认识,它合理利用资源和能源、降低生产成本, 符合经济可持续发展的要求。绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿。它主要研究的问题是:(1) 从源头制止污染, 而不是在末端治理污染;(2) 设计具有高使用效益低环境毒性的化学产品;(3) 在合成方法中尽量不使用和不产生对人类健康和环境有毒有害的物质;(4)
19、合成方法应具“原子经济性”, 即尽量使参加过程的原子都进入最终产物;(5) 尽量不用溶剂等辅助物质, 不得已使用时它们必须是无害的;(6) 生产过程应该在温和的温度和压力下进行, 而且能耗应最低;(7) 尽量采用可再生的原料, 特别是用生物质代替石油和煤等矿物原料;(8) 发展适时分析技术以便监控有害物质的形成;(9) 使用高选择性的催化剂;(10) 化学产品在使用完后应能降解成无害的物质并且能进入自然生态循环;(11) 尽量减少副产品;(12) 选择参加化学过程的物质, 尽量减少发生意外事故的风险。从根本上说,绿色化学是要求化学从一个崭新的角度来审视“传统”的化学研究和化工过程,并以“与环境
20、友好”为基础和出发点提出新的化学问题,创新出新的化工技术。具体的来说,绿色化学的基本原理可以有以下几个方面:1)防止污染的产生优于治理产生的污染;2)原子经济性;3)只要可行,应尽量采用毒性小的化学合成路线:4)更安全的化学品的设计应能保留其功效,但降低毒性;5)应尽可能避免使用辅助物质(如溶剂、分离剂等),如用时应是无毒的;6)应考虑到能源消耗对环境和经济的影响,并应尽量少地使用能源;7)原料应是可再生的,而非将耗竭的;8)尽量避免不必要的衍生化步骤;9)催化性试剂(有尽可能好的选择性)优于当量性试剂;10)化工产品在完成其使命后,不应残留在环境中,而应能降解为无害的物质;11)分析方法必须
21、进一步发展,以使在有害物质生前能够进行即时的和在线跟踪及控制:12)在化学转换过程中,所选用的物质和物质的形态应能尽可能地降低发生化学事故的可能性。绿色化学发展概述(二)传统化学工业给人类环境带来的污染已十分严重,引起了社会各界的关注,而且物质经化学变化而转化为对人类有用的产品。化学品极大地丰富了人类的物质生活,提高了生活质量,并在控制疾病、延长寿命,增加农作物品种和产量,在食物的储存和防腐等方面起到了重要作用。但在生产、使用这些化学产品的过程中也产生了大量的废物,污染了环境,全世界目前每年产生的3亿一4亿吨危险废物(中国化学工业排放的废水,废气和固体废物分别占全国工业排放总量的225,782
22、,593),给人类带来了灾难,所以,在现今社会中,一提起“化学”,很多人都要紧皱双眉。只要你留心地观察和仔细地思考一下,在我们的衣食住行以及战胜疾病等方面,化工科技的进步,为人类带来巨大的益处。药品的发展有助治愈不少疾病,延长人类的寿命;聚合物科技创造新的制衣和建造材料;农药化肥的发展,控制了虫害,也提高了生产。样样都离不开化学家的帮助,可以毫不夸张地说,人类的生活离不开化学的发展。解决这一矛盾已成为21世纪人类环境问题的科学挑战。今天,研究人员正努力探讨各种物质对环境造成的影响及研究怎样清除污染,应付各种环境问题。化学家已提出绿色化学概念,提倡绿色化学和绿色生产以及防止污染、治理污染的方法来
23、消除环境污染,使化学成为环境的朋友。绿色化学与技术已经成为世界各国政府关注的最重要的问题与任务之一。政府直接参与, 产学研密切合作已成为国际上绿色化学研究与开发的显著特点。中国 1993年世界环境和发展大会之后,编制了中国21世纪议程郑重声明走可持续发展道路的决心。 有关绿色化学的国际学术会议不断增加, 展示了有关绿色化学的最新研究成果, 受到学术界的高度重视。如美国每年有以绿色化学为主题的Gordon Conference。1999 年的绿色化学的Gordon Conference 在英国牛津召开, 在欧洲掀起了绿色化学的浪潮; 在英国出版了“绿色化学: 理论与应用”专著。1999 年开始还
24、创办了绿色化学(Green Chemistry ) 英文国际杂志。中国也开展了一系列科学行动:1995年中国科学院化学部组织了绿色化学与技术推进化工生产可持续发展的途径院士咨询活动; 1997年5月,香山科学会议第72次学术研讨会:可持续发展问题对科学的挑战绿色化学;1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会;1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学问题”;2000年科技部国家重点基础研究发展规划项目立项石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学。模拟化学的数值运算与计算机化学的逻辑运算结合起来进行“分子的理性设计”,将是2l世纪化学的特色之一。完全顺应目前倍受化学界重视和倡导的绿
25、色化学的思想,使化学成为与生态环境协调发展的、更高境界的化学。在进行绿色化工工艺和技术的过程中,借助于量子化学计算的结果,可以更为精确地选择底物分子、催化剂、溶剂以及反应途径,这样可使用尽可能少的实验达到预期目标,大大减少了实验次数,从而在研发阶段从根本上减少了原料的消耗,使得对环境污染的排放也相应减少,大大提高研究效率。模拟是绿色化工技术开发的重要工具,它是在计算机上快速建立试验模型,具有比实验室和工厂成本低和快速的特点。随着计算机的不断进步及其应用越来越广泛,研究原料、反应器设计、过程开发、经济和商业模型模拟等复杂问题的解决将成为可能。以后对绿色化工技术的成功应用,将需要开发更多的对原料、
26、生产过程和商业过程集成的计算方法。从绿色化学的目标来看有两方面必须重视:一是开发以“原子经济性”为基本原则的新化学反应过程,另一个是改进现有化学上业,减少和消除污染。化学的绿色化已成为21世纪化学发展的重要方向。绿色有机合成新反应和新方法研究是绿色化学研究的重要内容。1医药、农药等精细化学品的 “原子经济”反应。 如Boots公司的Brown方法合成布洛芬镇静、止痛药,原子经济性40% 而BHC公司新发明的绿色方法原子经济性99%,获1997年美国总统“绿色化学挑战奖”。2大宗石油化工品的绿色化技术的发展。如发明钛硅分子筛作为氧化催化剂、采用H2O2为氧化剂。3新的或非传统的“洁净”反应介质的
27、开发利用。如超临界CO2代替有毒、有害溶剂的推广应用。目前,已有报道在近临界水中进行烷基化反应、Aldol缩合反应、氧化反应等的研究结果。超临界水的应用更适合于小规模、高附加值的化工过程。4.可再生生物质资源生产大宗有机化工品和超清洁生物柴油的生产。美国的MHoltzapple教授在这方面取得了杰出的成就,而获得了1996年美国总统绿色化学挑战奖学术奖。5废合成材料的回收利用。废料经适当处理可制成再生料,如废聚苯乙烯(PS)泡沫塑料回收利用,它是一种性能好,价格低廉的通用塑料。据统计在我国所有塑料废品中,聚苯乙烯废品大约占总量的1/3左右。在自然界中既不腐烂,也不降解,是日益严重的所谓“白色污
28、染”主要来源之一。对聚苯乙烯的循环利用的方法归纳起来大致有以下几种:废旧聚苯乙烯的再造粒;废旧聚苯乙烯塑料的直接利用;废旧聚苯乙烯的改性利用;废旧聚苯乙烯裂解回收苯乙烯及其他化工产品等。21世纪,我国的工业化,城市化将继续发展,人口还要增加,对化学工业的需求也将增多,而传统化学工业虽在农药、聚合物、材料科学、去污剂、石油添加剂、水处理、废物处置等方面做出了巨大贡献,另一方面它也带来了一个负面影响环境污染,增加了对环境的压力。而人民群众对改善环境、提高生活质量的要求又越来越强烈。党中央、国务院反复强调:“保护环境是我国的一项基本国策,是可持续发展战略的重要内容,直接关系到现代化建设的成败和中华民
29、族的复兴”,“加快经济建设,决不能以破坏环境为代价,决不能把环境保护同经济建设对立起来或割裂开来,决不能走先污染后治理的老路,那样代价太大”,“建设项目必须实行环境污染治理设施与主体工程三同时(同时设计、同时施工、同时投入运行)的规定。大力推行清洁生产”,“防止资源浪费”,为此,绿色化学以其“原子经济性”为基本原则,一方面充分利用资源防止浪费,另一方面实现“零排放”,达到不污染环境的效果。因此,它对于我国的现代化建设和人类未来生活都有着不可估量的巨大意义。只要我们提高科技水平,用好绿色化学技术,搞好搞活我国经济,使我们祖国的水更清,天更蓝,山川更秀美,营建人类的美好家园。综上所述,绿色化学是化
30、学学科中的研究热点和前沿,其内涵、原理、目标和研究内容需要不断地充实和完善。它的发展对保持良好的环境,社会和经济的可持续发展都有重要的意义,只有通过绿色化学的途径, 从科学研究出发发展环境友好的化学、化工技术, 才能解决环境污染与经济可持续发展的矛盾。目前绿色化学及其带来的产业革命刚刚在全世界兴起。发展绿色化学将吸收和应用许多其它学科如物理学、生态学等的最新理论、技术与手段, 尤其是应用生物技术,对我国这样新兴的发展中国家是一个难得的机遇。美国总统绿色化学挑战奖出炉中化新网讯第16届美国总统绿色化学挑战奖6月20日在美国华盛顿揭晓,今年是国际化学年,同时也是美国环保署倡导绿色化工理念二十周年,
31、颁奖典礼规模空前。美国环保署副署长史蒂夫欧文斯表示:“16年来,美国环保署已经收到超过1400个提名,表彰了82项技术。仅仅是获奖的技术就已减少危险化学品用量逾1.99亿磅,减少5700万磅的二氧化碳排放量。”生物基材料生产工艺再次成为夺奖大热门。明尼苏达州的生物琥珀公司(BioAmber)由于在生物基琥珀酸的一体化生产和下游应用领域的杰出成绩,获得小企业奖。其开发的生物基琥珀酸工艺成本比石油基产品低25%。公司计划今年开始在北美新建一套2万吨/年的生物基琥珀酸生产装置。加利福尼亚州圣地亚哥的吉诺玛蒂卡(Genomatica)公司荣获绿色合成路线奖。该公司发现的细菌可以使糖类发酵生产1,4-丁
32、二醇(BDO),能耗比乙炔基BDO生产工艺低约60%,二氧化碳排放量降低70%。公司预计首套商业化规模的生物BDO装置将在2013年年底投产。减少有机溶剂的使用量一直都是绿色反应的目标之一。利普舒茨博士因为设计了一种安全的表面活性剂而获得学术奖。当前大多数化工生产工艺依赖于挥发性、有毒、易燃的有机溶剂,化工生产商每年都要使用数十亿磅的有机溶剂。而利普舒茨博士发明的这种表面活性剂能在水中形成微小的液滴,有机化学品可溶解在这些液滴中,实现了用水替代有机溶剂。得克萨斯州的科腾聚合物公司因研发出Nexar聚合物膜技术而获得了绿色反应条件奖,该技术生产的嵌段共聚物所需烃类溶剂比传统工艺少50%,且不需要
33、使用卤代助溶剂。公司已于2010年开始在美国、德国和中国销售Nexar牌聚合物产品。另外,俄亥俄州的宣伟公司因开发水性丙烯酸改性醇酸类树脂技术而获得设计更绿色化学品奖项。该公司开发的低VOC水性丙烯酸改性醇酸类树脂涂料使用回收的PET瓶、丙烯酸和豆油作为原料生产。绿色社会绿色化学绿色观念汪朝阳(华南师范大学化学系 广州 510631) 当今社会,环境污染问题日益突出,人们发出了对“绿色社会”的呼唤,同时也迫使化学家们提出了“绿色化学”的新观念。在绿色化学的热潮中进行冷静的思考,我们不难发现绿色化学并非解决环境问题的关键,其根本应是全人类绿色观念的建立,即化学家们不仅要消灭“化学盲”,而且要全社
34、会消灭“绿盲”。1 环境的呼吁绿色社会扑面而来1.1 生活:绿色食品、绿色冰箱、绿色汽车、绿色照明等绿色产品与绿色消费 在生活方面,人们开始追求绿色消费1、使用绿色产品。出于对近来英国疯牛病、香港禽流感、欧盟四国二恶英等恐怖事件的担心,目前人们最熟悉的绿色产品可能是绿色食品。据报道2,国际组织对于绿色食品(国际上称之为有机食品)尚无统一的定义,一般指尽量避免化学肥料和农药栽培、且加工过程尽可能少用食品添加剂的食品,尽管它们的价格比普通食品高出0.51.5倍,但在欧洲有85%以上的消费者宁愿高价买。 绿色冰箱也因进入电视广告而成为人们知晓的绿色产品之一,它是指耗电量少、结构简单、不用造成大气污染
35、的氟利昂制冷的冰箱产品。使用气体燃料的绿色汽车也开始驶上北京的街头。据文献介绍3,作为绿色汽车,其必须具备两方面的特征:一是改进动力,如电动汽车和以天然气、甲醇、太阳能等非燃料油驱动的汽车;二是制造材料能回收利用,美国每辆汽车重量的75%都已得到重新利用。 在照明方面,1992年美国环境保护局提出了绿色照明工程,具体的计划内容是:采用高效少污染光源,提高照明质量,提高劳动生产率和能源有效利用水平,节约能源、减少照明费用、减少火电工程建设、减少有害物质排放,进而达到保护人类生存环境的目的。1996年10月,中国绿色照明工程也在北京全面启动4。1.2 工作:绿色标志、绿色企业、绿色制造、绿色公关等
36、工业生态学与绿色经济 随着上述生活方面绿色产品的产生,人们在购物时开始认准绿色标志,迫使企业执行ISO14000系列环境管理标准3,5,6。绿色标志又称环境标志、生态标签、蓝色大使等,是经过严格检查、检测与综合评定后由国家专门委员会批准使用的证明性商标,它表明该产品不仅质量合格,而且在生产、使用、消费和处置等过程中也符合特定的环境要求,与同类产品相比具有无毒、无害或低毒少害、节约资源等环境优势。因此,有识之士指出7,企业在追求ISO9000系列认证的同时,必须遵循ISO14000标准,方可在日益激烈的市场竞争中成为立于不败之地的绿色企业。 要成为绿色企业,首先必须做到绿色制造,即做到:从绿色资
37、源理论出发有序地使用再生资源8,通过对产品寿命全周期进行环境保护考虑的绿色设计9,用无(少)公害化的绿色技术实现生产1,最后用可回收材料或生物降解材料对产品进行绿色包装10。正因为如此,有关专家认为11,在理论领域,洁净生产已实现了到工业生态学的转变,其标志为1997年由耶鲁大学和麻省理工学院合作出版了全球第一本工业生态学杂志。 要成为绿色企业,还必须通过绿色公关,打破绿色壁垒,实现绿色贸易。目前,绿色产品和绿色消费主导着国际贸易的新潮流,而且以12%15%的速度增长;与此同时,随着国际贸易朝着自由化方向的不断发展,一些原有的贸易保护措施如关税壁垒等逐渐消失,一些发达国家利用自身先进的环保技术
38、,纷纷通过提高环保标准,阻碍他国产品进入本国市场,从而产生了以保护人类健康、生态环境为由的绿色壁垒12。因此,有人提出了进行“绿色公关”的新策略13,即面对环境保护与绿色消费这一严肃问题,企业在目标与经营战略的调整中,对肩负重任的公共关系必须赋予其绿色使命,如制定绿色目标、进行绿色宣传、赞助绿色事业、塑造绿色形象等。 总之,在我们的工作领域,从资源利用到产品设计,从厂家生产到公司贸易,它们被“绿色化”,所有这一切实践活动和有关学者14进行的“环境意识是一种消费需求”等环境意识的经济学理论分析,都向我们昭示着绿色经济的来临。1.3 娱乐:绿色观光、绿色休闲、绿色奥运 生态旅游是当今世界旅游的一个
39、主要方向,中国把1999年确定为生态旅游年,著名风景名胜区桂林在这方面做了努力,并且于1998年9月25日举行了桂林环境资源保护与旅游业可持续发展理论研讨会15。据报道16,韩国的生态旅游建设的观念与中国的山顶“非我莫属”的建筑观有着强烈的反差:影岛是著名滨海山城釜山市的一个小半岛,凭海临风,头枕波涛,可鸟瞰层层叠叠的釜山城,是釜山一个山、海、城交相辉映的小名胜,但在半岛的山腰上却围了一层铁丝网,铁丝网里面是生态保护圈!另外,在德国、芬兰等国的旅游饭店中,都已经从环保出发不再统一提供牙刷、牙膏、梳子、拖鞋、洗发液等一次性用品17,泰国也是如此。我们的近邻韩国,同样是筷子文化圈,大大小小就餐处也
40、看不见一双一次性筷子16。 网络时代的来临,电脑在工作和娱乐领域占着日益重要的的地位。为了避免废旧电脑造成环境污染,台湾的环保人士曾将电脑主板等材料制成时装。据报道3,7,在美国和德国,绿色电脑不仅材料可以再利用,而且大幅度节省电能。 奥运会是全人类最大的“集体娱乐”项目,澳大利亚人追求把2000年悉尼奥运会绿色化,提出用公交车解决汽车废气污染、场馆建设考虑环境问题等。奥运期间的报纸也报道,“绿色奥运”名不虚传,如为了及时回收垃圾,在所有的地方都设立了垃圾箱,且距离很近,被羊城晚报等誉为“1秒钟环保”。2 化学家的反驳绿色化学的兴起2.1 化学环境污染的“替罪羊” 清华大学化学系宋心琦教授多次
41、讲到18,19:现在,公众对化学存在着一种很深的误解,认为化学就是带来环境污染的罪魁祸首,甚至歧视化学、厌恶化学,产生了“恐化学症”(chemophobis),似乎有化学就不会有“绿色”,“化学”已经被许多人所误解为“污染”同义词。在日常生活中,某些所谓“绿色食品”的广告经常声称“本产品绝不含有任何化学元素(化学品)”,或许他们是一些“化学盲”20,可以原谅。即使在科技发达的美国,报刊也有类似荒唐的报道18。然而,当众口铄金的威力使赫赫有名的杜邦公司也不得不让步地从宣传口号“Better Life through Chemistry”中把“Chemistry”去掉时21,不幸的“化学人”必须认
42、识到:化学(化学人)已经成为环境污染的“替罪羊”。 不可否认,化学、化学工业在某些场合给环境带来污染,但公众采取的是“一叶障目”的做法。专家指出18,这是不公平的!事实上,化学的历史贡献是不容抹杀的21:在解决粮食生产以养活人类的世界性问题上,如果没有哈伯的合成氨化学固氮法,世界总人口由本世纪初的十几亿到现在的六十亿以上是不可能的;同样,在延长人类寿命的世界性问题上,如果没有磺胺药、青霉素、链霉素等许多药物的化学制药方法,人的预期寿命的空前提高也是不可能的。 其实,作为知识本身而言,化学只不过告诉人们,哪些物质对人类有益,哪些对人类有害,如何操作全在于人类自己。但是,人们只在利用化学吃饱、医好
43、、穿好等等之余却记住了哪些是有害的,从而将人类自身偶尔的操作之错迁怒于化学。中国古代有一个医生和君王的故事,医生因为告诉君王脑部有疾病,君王不但不同意治疗反而杀了医生,原因是医生告诉了他真相。于今,化学家们因从事化学、告诉人们化学物质的真相而同样蒙冤。2.2 绿色化学化学家的新对策 但是,化学家们本身是清白的,随着对化学与环境、资源的关系不断反思和总结,他们提出了“绿色化学”的新对策,同时也籍此向世人的误解提出了抗议,正如有识之士面对全社会理直气壮地宣言19:“化学家是环境的朋友!”1991年,美国著名有机化学家Trost在Science上提出了“原子经济性(原子利用率)”的概念;1992年,
44、荷兰有机化学家Sheldon提出了“E-因子”的概念22。这两个重要的绿色化学基本概念的提出,引起了人们极大的关注。终于,以1996年6月美国首届“总统绿色化学挑战奖”的颁发、1999年世界第一本名为“绿色化学”杂志的创办等为特征,绿色化学在上世纪末诞生23。 在“绿色化学”的新对策中,化学家们认为24:绿色化学是更高层次的化学,它的主要特点是原子经济性,即在获取新物质的化学过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,使化学从“粗放型”向“集约型”转变,既充分利用资源,又不产生污染。因此,绿色化学的根本目的是:面临人类可持续发展要求的巨大挑战,从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学
45、,从而使我们对环境的治理从治标转向治本。2.3 化学盲化学人的真正对手 虽然目前绿色化学的发展正蒸蒸日上,但其对洗清化学和化学家们的不白之冤还是不够的。或许,Nobel化学奖获得者洛德霍夫曼(Roald Hoffmann)在化学科普名著相同与不同(The Same and not the Same)中关于消灭“化学盲”的教育名言,指出了化学人的真正对手:“化学课程要确保最核心的内容。当然要吸引人,激发人的兴趣与好奇心。课程要针对非理科学生,针对有见识的公民,而不是针对专门人才。新的化学家,改造世界的优秀人才,将产生于这些年轻人。我坚信这一美好的前景。他们做他们能胜任的工作,做化学家要做的工作。
46、但这有一个前提,那就是要教育他们的朋友和邻居。这些人中,99.9%都不是化学工作者。”20 因此,作为一个真正的化学家,他不仅应在学科领域去突破,而且应在化学宣传领域去努力。从某种意义上讲,后者更为重要,因为它能使99.9%都不是化学工作者的人理解化学人的工作。但遗憾的是,许多化学工作者兴趣仅在于前者,即使是在学校这样的主要宣传阵地,许多化学家们工作的主要目的也只是发表学科研究论文以获取他个人的职称和工资。 尽管如此,由于环境问题是一个综合性的问题,因此即使绿色化学家们在学科与化学教育方面作出了努力,他们也只能“洁身自好”和消除人们对化学的误解,并非解决问题的关键,真正解决环境问题还依赖于全人
47、类的反思。3 全人类的反思绿色观念的必然 作为一个系统工程,全球每一个人都应反思,因此绿色观念贯穿于所有领域,而且互相联系,互相依存。具体地说,为了适应环境保护和可持续发展的要求,只有进行真正在观念上进行绿色革命,即人文社会领域宣传绿色伦理,科技界坚持绿色科技观,政府推行绿色政策,人人自我开始绿色行动,世界的明天才会更美好,中国在国际舞台上才会具有竞争力,我们的未来才会充满绿色。如果说不懂化学、科技的人是“化学盲”、“科盲”,那么不懂绿色观念的人应该是“绿盲”,真正的“色盲”。3.1 人文社会领域:绿色伦理 针对全球绿色浪潮的反思,有关哲学工作者从人文社会的角度提出了绿色伦理25,他们的观点很
48、值得人们深思。有趣的是,提出绿色伦理观点的学者的单位是长春科技大学找矿哲学研究所,其文章发表于吉林地质。 首先,他们在分析问题起因的基础上,提出了绿色伦理的概念:“绿色”问题之所以成为当代最热门的话题,是因为人们日益感到人口膨胀、资源匮乏、环境污染、生态失衡等全球性危机已愈来愈严重地威胁到人类的生存与发展。当人们究其原因时发现,所有这些危机的出现,并不是地球本身的背信弃义,而是我们人类的自身行为所致,它们是自然对人类无节制行为的报复和惩罚,它们警示世人:必须善待地球,尊重自然,照拂环境,在人与自然之间建立起一种同生、共养、和谐的新型关系这就是绿色伦理。 接着,他们提出绿色伦理的四个特征:首先,
49、它是对以往人地关系的否定,要求人类在自然面前彻底改变统治者、征服者的狂妄姿态,就象1996年清洁珠峰的中国志愿者站在世界屋脊上所发出的宣言那样:“我们对自然的关系不再是征服而是和谐。”其次,绿色伦理是传统伦理的拓展,它认为不但人与人、人与社会之间的关系具有伦理性质,而且强调人对自然的关系也具有伦理道德性质,尊重地球就是尊重人类本身。第三,绿色伦理是人类认识的一次飞跃,是人类精神境界的一次升华,它延长了人类的目光,它不仅是对当代人共同利益的考虑,而且是对后代人长远利益的关注。第四,绿色伦理具有最广泛的普遍性,它是基于全人类的共同利益而提出,因此不分阶级、不分民族、不分国界、不分行业、不分组织,是
50、地球上所有公民都应该树立的伦理观念和遵守的伦理准则。3.1 科技界:绿色科技观 同样有趣的是,提出在科技界要“建构21世纪绿色科技观”的学者来自于天津师范大学政法系,文章发表于道德与文明26;而且,同样面对迅猛发展的高科技,有人针对“科技外行人”撰写了一本“现代高科技社会的生存指南”科技大反扑,提醒非从事科技工作的普通民众思考“Why Things Bite Back”的问题27。因此,面对环境保护和可持续发展,作为科技工作者更应深思“科技异化”的威胁,并且深入体会和坚持“绿色科技观”。因此,广而言之,如果不知绿色科技观,不论什么人,就应是新的科盲。 在阐述绿色科技观之前,提出者先分析了“科技
51、异化”现象26:近代以来,科技以无坚不摧的力量,确立了人在人与自然的关系中的绝对优势地位。但科技的发展就像一元二次方程总是一正一负的两个根:一方面,借助科技理性工具,人类在探索、开发大自然中创造了高度的物质文明;另一方面,大自然又以物种灭绝、环境污染、气候异常、生态失衡等威胁人类生存和发展的全球性危机反扑已用现代科技武装全身的人类。面对这一严峻的现实,有人把它归咎于科技,认为是“科技异化”现象。 基于对“科技异化”的认识,阎艳提出的绿色科技观的主要观点是26:第一,科技是中性的,它是一把“双刃剑”,本身无对错,功过全在人,于人类有利还是有害全在人类自己;第二,人类应该以协调人与自然之间的关系为
52、最高准则,以不断解决人类发展与自然界发展之间的矛盾为宗旨,利用科技与自然和平相处、和谐发展,努力避免负效应。顺便需要指出的是,戴立信等人在化学学报新千年特稿“创造更美好的生活和更清洁的环境化学的回顾与展望”一文中,也有类似的说法,“化学和所有其他科学一样是一把双刃剑”21。3.1 政府:绿色政策 绿色观念的真正领悟,不仅仅只是人文社会领域与科技界的理论探讨与实践摸索,更重要的是政府“绿色政策”的提出与落实。仍以“化学盲”们深恶痛绝的化学为例:目前,中国的含磷洗衣粉已成为广泛的污染源,东南沿海的“赤潮”与滇池、洱海的“藻化”都与之在日常生活中的大量使用有关,所以现在无磷洗衣粉的开发成为热门。然而
53、,据有关专家透露28:80年代末,发达国家已发现此问题而开始禁用含磷洗衣粉,而我国恰在当时大量引进国外生产线,大量生产含磷洗衣粉;另一方面,当时国内无磷洗涤剂的研究已有初步进展,若大力支持一下,就会在一个“绿色化工”的新水平上发展。因此,当时若有绿色政策的存在,适度的倾斜就会使我们不走弯路,就不会因富磷废水的排放带来水资源的破坏,人们津津乐道的“太湖美”就不至于变成疑惑不解的“太湖臭”。 相反,正确的政策导向可以使企业头疼的环境污染变成挣大钱的环保产业。据2000年11月8日羊城晚报A2版报道:德国曾经遭受严重的环境污染,但如今已是欧洲乃至全球环境保护最好的国家之一,同时也是环保产业最发达的国
54、家之一,就是因为有机制有技术靠垃圾赚大钱,目前德国的环保业超过汽车制造业成为第一产业。因此,德国不少环境保护经验值得中国借鉴、学习。 总之,一个深谋远虑的政府应从环境保护和可持续发展的眼光出发,制定一系列绿色政策,它们主要有:一、强化环境管理制度。目前,在环境执法过程中,执法不严的地方保护主义、“以罚代禁”的权钱交易行为尤为突出。二、推行绿色产品标准。以人们最熟悉的绿色食品为例,现在我国绿色食品仅仅被作为促销手段,真正的绿色食品标准体系尚待大力推行和不断完善。正因为如此,人们普遍还缺乏对绿色产品的信心。因此,政府应有明确的政策加强对绿色产品的宣传、推广和认证。三、制定绿色营销法规。目前,在全球
55、领域,绿色产品因为成本更多,其价格普遍比一般产品高。因此,政府要扶持绿色产品,应在同样销售时对一般产品征收“环境税”抵消与绿色产品的差价,或对绿色产品的销售实行退“环境税”政策,以鼓励绿色产品的生产与销售。3.4 个人:绿色行动 作为对绿色制造、“清洁生产”的延续,有人提出了“清洁生活”的理论29,不仅对我们的日常生活行为提出了许多切实可行的建议,而且提出了包括“环境财富”和“人体健康财富”的“新财富观”。因此,于个人而言,人人自我开始绿色行动的宣传与实践也刻不容缓,例如为了保护野生资源,不以穿裘皮大衣为时尚,不以食山珍海味为高贵;为了美化城市环境,实行公交优先和垃圾分类。4 参考文献1 张长
56、元环境科学进展,1997,5(3):16-19.2 杨林中国标准化,1998,8:4-6.3 刘志峰,夏链,关胜晓等合肥工业大学学报(自然科学版),1999,22(1):25-28.4 邵左平电力建设,1997,9:17-21.5 吕丽,靳新,王忠诚现代商检科技,1998,8(1):60-62.6 李晓涓环境监测管理与技术,1997,9(2):24-25.7 郭从彭标准化报道,1997,18(2):3-4.8 彭玉鲸,殷长建地质科技管理,1999,3:11-16.9 汪永超,张根保,向东等机械设计与研究,1999,2:24-26.10 戴宏民渝州大学学报(自然科学版),1997,14(3):1
57、-3.11 杨建新环境科学进展,1998,6(5):82-88.12 吴正龙重庆环境科学,1998,20(3):5-8.13 夏瑛天津纺织工学院学报,1999,18(3):58-61.14 骆玉葭环境保护,1998,8:29-30.15 邓祝仁,李维谦,蓝雄现社会科学家,1998,6:37-41.16 张英环境保护,1998,4:32-33.17 孙敏绿化与生活,1998,2:25-26.18 宋心琦化学的明天南宁:广西教育出版社,1999:60-62.19 曾庭英,宋心琦大学化学,1995,10(6):25-31.20 美洛德霍夫曼(李荣生等译)相同与不同(The Same and not
58、the Same). 长春:吉林人民出版社,1998:207-208.21 戴立信,陈耀全化学学报,2000,58(1):1-5.22 汪朝阳首都师范大学学报(自然科学版),2000,21(3):45-50.23 梁文平,唐晋化学进展,2000,12(2):228-230.24 朱清时中国科学院院刊,1997,6:415-420.25 张慧君,郝春江,曹毅哲吉林地质,1998,17(1):48-50.26 阎艳道德与文明,1999,1:32-33.27 刘烨科技大反扑. 北京:民族出版社,2000.28 欧阳藩现代化工,1999,19(1):7-9.29 杜学成生态科学,1999,18(2):
59、82-86.绿色化学一种新的化学理念一 绿色化学的提出与发展 化学在保证和提高人类生活质量、保护自然环境以及增强化学工业的竞争力方面均起着关键作用。化学科学的研究成果和化学知识的应用,创造了无数的新产品进入每一个普通家庭的生活,使我们衣食住行各个方面都受益匪浅,更不用说化学药物对人们防病祛疾、延年益寿、更高质量地享受生活等方面起到的作用。但是另一方面,随着化学品的大量生产和广泛应用,给人类原本和谐的生态环境带来了黑臭的污水、讨厌的烟尘、难以处置的废物和各种各样的毒物威胁着人们的健康,伤害着我们的地球。 这种情况引起了越来越多的人的关注。1990年,美国国会通过污染预防法案,明确提出了污染预防这
60、一概念,要求杜绝污染源,指出最好的防止有毒化学物质危害的办法就是从一开始就不生产有毒物质和形成废弃物。这个法案推动了化学界为预防污染、保护环境作进一步的努力。此后,人们赋予这一新事物不同的取名:环境无害化学(Environmental Benign Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry)、原子经济学(Atomic Economy)和绿色化学(Green Chemistry)等等。美国环保局率先在官方文件中正式采用绿色化学这个名称,以突出化学对环境的友好;1995年3月16日,美国总统克林顿宣布设立绿色化学挑战奖计划,以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究,鼓励
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